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        中國五洲基于提升數(shù)字化工程服務(wù)能力的轉(zhuǎn)型升級實踐

        2023-12-29 00:00:00劉志剛馬志偉李園孫謀郭明哲馮丹
        國企管理 2023年3期

        [摘 要]面對數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型大勢,中國五洲工程設(shè)計集團有限公司聚焦主責主業(yè),秉承“伴隨成長”服務(wù)理念,以“數(shù)字設(shè)計、智能生產(chǎn)、智慧園區(qū)、數(shù)字建造”為核心,充分發(fā)揮人才和技術(shù)優(yōu)勢,創(chuàng)新應(yīng)用“廠設(shè)結(jié)合”模式,在原有車間/工廠規(guī)劃、設(shè)計和工程總承包業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上延伸業(yè)務(wù)鏈條,深入開展數(shù)字化工廠/智能化制造系統(tǒng)解決方案研究與實踐,全面提升了數(shù)字化工程服務(wù)能力和水平。

        [關(guān)鍵詞]軍工企業(yè);數(shù)字化轉(zhuǎn)型;工程服務(wù)能力

        中國五洲工程設(shè)計集團有限公司(簡稱“中國五洲”)成立于1953年,隸屬于中國兵器工業(yè)集團有限公司(簡稱“兵器工業(yè)集團”),是中國特色先進兵器工業(yè)體系建設(shè)的主要工程設(shè)計和全過程工程服務(wù)支撐單位。

        中國五洲擁有工程設(shè)計綜合甲級、工程勘察綜合甲級、工程監(jiān)理綜合甲級等行業(yè)最高資質(zhì),可為國防軍工和國民經(jīng)濟提供集工程勘察、工程設(shè)計、工程監(jiān)理、項目管理、工程總承包、全過程工程咨詢等全產(chǎn)業(yè)鏈體系化工程技術(shù)服務(wù)。

        一直以來,中國五洲堅定不移地貫徹“軍民融合”“寓軍于民”的方針,在勘察、軍工、煙草、環(huán)衛(wèi)、民爆、安全技術(shù)、民用建筑、以光機電為核心的現(xiàn)代制造業(yè)等工程設(shè)計領(lǐng)域和工程承包領(lǐng)域形成了核心競爭優(yōu)勢,打造了一支能軍能民、亦工亦民、善于經(jīng)營、敢于打拼的工程設(shè)計隊伍,正在向國內(nèi)一流工程公司努力奮進。多年來,集團始終保持全國工程勘察設(shè)計領(lǐng)域百強單位、中國《建筑時報》和美國《工程新聞記錄》共同評選的中國工程設(shè)計60強企業(yè)的行業(yè)地位。

        近年來,集團堅持科研與工程相結(jié)合,不斷提高科技創(chuàng)新能力,在原有車間/工廠規(guī)劃、設(shè)計和工程總承包業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上延伸業(yè)務(wù)鏈條,深入開展數(shù)字化工廠/智能化制造系統(tǒng)解決方案研究和實踐,形成并夯實了數(shù)字化工程服務(wù)能力。

        一、實施背景

        (一)夯實數(shù)字化工程服務(wù)能力是落實“數(shù)字經(jīng)濟”國家戰(zhàn)略的重要實踐

        黨的十八大以來,黨中央、國務(wù)院高度重視數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展,習(xí)近平總書記對推進數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合發(fā)展作出重要論述,為發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟指明了方向,提供了根本遵循。

        2021年10月18日,在十九屆中央政治局第三十四次集體學(xué)習(xí)時,習(xí)近平總書記發(fā)表重要講話,指出要把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向,推動制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)數(shù)字化,利用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行全方位、全鏈條的改造,提高全要素生產(chǎn)率,發(fā)揮數(shù)字技術(shù)對經(jīng)濟發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。

        為貫徹落實習(xí)近平總書記重要指示精神,落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于推動新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合、打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢等決策部署,促進國有企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展,不斷增強競爭力、創(chuàng)新力、控制力、影響力、抗風險能力,提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平,國務(wù)院國資委印發(fā)了《關(guān)于加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》,就加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作作出部署。

        為落實國家數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略,中國五洲全面夯實數(shù)字化工程服務(wù)能力,以更加積極主動的姿態(tài)迎接數(shù)字化浪潮、加快推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

        (二)開展數(shù)字化工程服務(wù)是推進軍工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要手段

        軍工行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分,也是國防建設(shè)的重要組成部分,對踐行總體國家安全觀、維護國家安全和國防安全具有重要意義。工業(yè)設(shè)計院是服務(wù)工業(yè)發(fā)展的重要專業(yè)力量,在運用專業(yè)技術(shù)提供數(shù)字化工程服務(wù)方面具有廣闊的市場前景和深厚的專業(yè)底蘊。

        工業(yè)設(shè)計院具有雙重屬性,既是市場主體,同時又為制造企業(yè)提供服務(wù)。這就要求工業(yè)設(shè)計院在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,一方面要不斷提升技術(shù)水平和專業(yè)服務(wù)能力,在激烈的市場競爭中牢牢占據(jù)主動;另一方面要牢牢把握服務(wù)者定位,更加精準匹配軍工企業(yè)發(fā)展實際需求,深入開展數(shù)字化工程服務(wù),助力軍工企業(yè)提質(zhì)增效。

        (三)提升數(shù)字化工程服務(wù)水平是中國五洲履行核心使命的重要舉措

        中國五洲作為兵器工業(yè)集團工程建設(shè)領(lǐng)域的中堅力量,必須擔起始終堅持走在行業(yè)前列、支撐兵器高質(zhì)量發(fā)展、服務(wù)國民經(jīng)濟建設(shè)的責任使命。

        多年研究發(fā)現(xiàn),與數(shù)字化時代新要求相比,軍工企業(yè)現(xiàn)有投資建設(shè)模式協(xié)調(diào)性和系統(tǒng)性有待提升,相關(guān)標準、規(guī)范及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不夠完備,數(shù)字化基礎(chǔ)保障條件存在短板,行業(yè)綠色安全發(fā)展等特殊性需求亟待關(guān)注,開展數(shù)字化升級轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

        近年來,中國五洲積極推動科技創(chuàng)新,大力培養(yǎng)信息化、數(shù)字化、智能化工程服務(wù)能力,在原有車間/工廠規(guī)劃、設(shè)計和工程總承包業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上,延伸業(yè)務(wù)鏈條,開展數(shù)字化工廠/智能化車間系統(tǒng)解決方案研究和實踐,在智能工廠總體設(shè)計、智能化管理決策平臺開發(fā)、智能化倉儲物流技術(shù)深化應(yīng)用以及安全生產(chǎn)管控等方面形成核心能力,為兵器工業(yè)集團及下屬企業(yè)提供頂層規(guī)劃、咨詢、設(shè)計、集成實施等數(shù)字化工程服務(wù)。

        二、主要做法

        (一)培育多層次創(chuàng)新主體,構(gòu)建數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新體系

        1.確立創(chuàng)新體系重要地位,重塑多層次創(chuàng)新主體結(jié)構(gòu)

        “十二五”以來,中國五洲積極推進創(chuàng)新體制機制改革,于2013年組建了火炸藥、先進制造、環(huán)境與能源、鋼結(jié)構(gòu)等四個工程技術(shù)研發(fā)中心,于2015年獲批設(shè)立博士后科研工作站,于2021年籌備建立創(chuàng)新中心,為服務(wù)支撐兵器工業(yè)集團科技創(chuàng)新工作暢通了渠道,為有效解決行業(yè)共性技術(shù)問題、工藝技術(shù)問題以及科技成果的推廣應(yīng)用等方面發(fā)揮了積極作用。

        同時,中國五洲還系統(tǒng)開展了數(shù)字化工廠、智能制造工程應(yīng)用技術(shù)研究、實踐與總結(jié)優(yōu)化,逐步形成數(shù)字化工程服務(wù)能力。

        根據(jù)客戶需求的變化以及自身發(fā)展的需要,中國五洲對科研體系不斷升級迭代,目前已初步形成多層次、多元化能力耦合的“5+1+1+N”科技創(chuàng)新平臺架構(gòu)。即,5個國防科工局、兵器工業(yè)集團級外部科技創(chuàng)新平臺,1個實體化運行機構(gòu)——創(chuàng)新中心,1個博士后科研工作站,多個以兵器工業(yè)集團首席科學(xué)家、科技帶頭人、青年科技帶頭人為牽頭人的科技創(chuàng)新團隊(見圖1)。

        通過構(gòu)建分層次的創(chuàng)新主體,一方面匯集各板塊智能制造人力資源形成合力,充分滿足兵器工業(yè)集團及兄弟單位日益豐富的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求;另一方面打通五洲集團內(nèi)部屏障,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)智能制造資源,進一步提高數(shù)字化工程服務(wù)效率,提升數(shù)字化工程服務(wù)能力。

        2.完善資源配置機制,構(gòu)建數(shù)字化創(chuàng)新保障體系

        為更好地支撐、發(fā)展數(shù)字化技術(shù)研究,中國五洲先后制定、出臺了《中國五洲工程設(shè)計集團有限公司科技創(chuàng)新團隊管理辦法(試行)》《重大專項激勵資金管理辦法》《中國五洲工程設(shè)計集團有限公司科技獎勵辦法》等,加大力度培育公司重點領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新能力,形成公司核心競爭力。目前,中國五洲已建立建成健全設(shè)計質(zhì)量、進度保障體系和設(shè)計配合服務(wù)管理辦法及重大問題響應(yīng)機制。

        自2017年開始,中國五洲科研投入經(jīng)費逐年呈上升趨勢,充分保障了創(chuàng)新主體、創(chuàng)新體系等構(gòu)建工作穩(wěn)步有序開展。目前,集團不斷完善資源配置機制,已成功構(gòu)建數(shù)字化創(chuàng)新保障體系,用于提升數(shù)字化工程服務(wù)能力(見圖2)。

        3.再造主體間性模式,煥新數(shù)字化技術(shù)科技創(chuàng)新系統(tǒng)

        扎實的兵器行業(yè)知識儲備是中國五洲的獨特優(yōu)勢。一直以來,集團通過參與、實施各類科研及工程項目,在開展火炸藥、彈箭相關(guān)工藝技術(shù)工程化應(yīng)用研究方面積累了豐富的經(jīng)驗。

        實踐中,集團通過培育和提升行業(yè)特色數(shù)字化技術(shù)服務(wù)核心競爭力,打開了工業(yè)設(shè)計院數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)新研究的新局面。

        集團通過研發(fā)、實踐數(shù)字化工廠建設(shè)模型,形成了新型科研范式,將傳統(tǒng)的二元對立結(jié)構(gòu)的主客體模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹骺鸵恢碌闹黧w間性模式。該模式是雙主體互相尊重、互相理解、互相合作的一種良性互動模式,是工業(yè)設(shè)計院聯(lián)合產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)單位打通產(chǎn)學(xué)研用屏障的重要手段(見圖3)。

        (二)聚焦行業(yè)制造發(fā)展瓶頸,助推數(shù)字化靶向升級

        1.系統(tǒng)剖析,統(tǒng)一數(shù)字化發(fā)展認識

        “十二五”期間,數(shù)字化工廠作為一種新型的生產(chǎn)組織方式,其概念、內(nèi)涵、特征和實施建設(shè)方式并不被廣大制造企業(yè)熟知,尤其是兵器行業(yè),大部分企業(yè)地理位置偏遠、生產(chǎn)組織方式較為落后,對先進制造技術(shù)認知不足。

        中國五洲數(shù)字化項目團隊以兵器工業(yè)集團總部信息化建設(shè)項目“‘十三五’數(shù)字化工廠建設(shè)模式研究”為依托,從數(shù)字化工廠與傳統(tǒng)工廠的對比入手闡釋數(shù)字化工廠的概念和特點,從產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、制造執(zhí)行、企業(yè)運營管理等環(huán)節(jié)層層剖切、對比分析,使企業(yè)更直觀地了解數(shù)字化工廠的生產(chǎn)運營方式和技術(shù)優(yōu)勢,認清了數(shù)字化、智能化是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

        2015年,中國五洲抽調(diào)4個生產(chǎn)單位的20多位技術(shù)骨干構(gòu)成研究團隊,開始了數(shù)字化工廠、智能制造工程應(yīng)用技術(shù)的系統(tǒng)性研究(見表1)。

        2.廣泛調(diào)研,精準診斷企業(yè)痛點

        為摸清企業(yè)現(xiàn)狀,項目團隊分成5個小組,分別對各領(lǐng)域各單位進行摸底調(diào)研。經(jīng)過摸底,項目團隊發(fā)現(xiàn),雖然在“十一五”“十二五”期間,兵器工業(yè)集團所屬企業(yè)以型號牽引為主,通過固定資產(chǎn)投資項目在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)品三維設(shè)計、數(shù)字化協(xié)同研制、車間制造執(zhí)行等方面形成了一定基礎(chǔ),并開展了試點建設(shè),但是發(fā)展參差不齊,存在著一些共性問題和不足。

        為找出癥結(jié)所在,項目團隊剖析了問題產(chǎn)生的根源。主要體現(xiàn)在以下幾方面:

        一是信息化建設(shè)和生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施保障條件建設(shè)獨立進行,缺乏協(xié)調(diào)性和系統(tǒng)性,導(dǎo)致信息系統(tǒng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用實際不一致,“兩張皮”現(xiàn)象嚴重。二是相關(guān)標準、規(guī)范及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不完備,企業(yè)無法建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)字制造的長效更新機制,降低了系統(tǒng)使用壽命,影響了數(shù)字化工廠的可持續(xù)發(fā)展。

        三是基礎(chǔ)技術(shù)研究能力落后,工藝裝備水平較低,制造階段所產(chǎn)生的工藝信息、加工過程信息和生產(chǎn)質(zhì)量信息缺乏有效手段收集、利用和反饋,尤其是火炸藥、彈箭行業(yè)因生產(chǎn)過程存在燃燒爆炸危險,對電子產(chǎn)品的應(yīng)用有嚴格的防爆要求,缺少成熟的相關(guān)產(chǎn)品。

        3.對標先進,確定數(shù)字化升級重點

        數(shù)字化技術(shù)發(fā)展迅速,國外在航空、汽車、電子以及國防制造領(lǐng)域取得了巨大成就,同時這些行業(yè)也是數(shù)字化應(yīng)用的先進代表。為了尋求兵器各領(lǐng)域企業(yè)數(shù)字化升級方向及做法,項目團隊查閱了大量資料,分析了國外航空工業(yè)、汽車制造、電子部件制造等領(lǐng)域數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及成效,并通過實地參觀調(diào)研、參加交流會等方式,系統(tǒng)研究了國內(nèi)航空、航天、汽車制造、化工、民爆等領(lǐng)域先進企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。

        在此基礎(chǔ)上,項目團隊提出了數(shù)字化工廠的建設(shè)思路及主要方向。

        (1)數(shù)字化工廠建設(shè)思路:以提升創(chuàng)新能力、提高武器裝備產(chǎn)品質(zhì)量、縮短訂貨響應(yīng)周期,改善服務(wù)保障水平等核心能力為目標,以產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化制造為突破口,全面推進兩化融合技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及生產(chǎn)實際業(yè)務(wù)中的應(yīng)用,推動核心能力的數(shù)字化改造和建設(shè),增強集團綜合管控能力。注重系統(tǒng)化建設(shè)、強化基礎(chǔ)支撐,優(yōu)化生產(chǎn)組織模式,努力為建設(shè)數(shù)字化兵工、智能兵工奠定基礎(chǔ)。

        (2)數(shù)字化工廠建設(shè)主要方向:整體推進產(chǎn)品研發(fā)、制造、服務(wù)與保障等全生命周期的數(shù)字化、基礎(chǔ)設(shè)施及綜合保障數(shù)字化、企業(yè)運營管理數(shù)字化;在重點領(lǐng)域建設(shè)智能工廠/車間,實現(xiàn)人機智能交互、工業(yè)機器人、智能物流管理的集成應(yīng)用,以及制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實時監(jiān)測和自適應(yīng)控制;在有條件的生產(chǎn)線實施工業(yè)云服務(wù)和工業(yè)大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新應(yīng)用試點,嘗試智能檢測與決策、云制造技術(shù)應(yīng)用,推動軟件云服務(wù)。

        (三)建立數(shù)字化工廠建設(shè)模型,助力行業(yè)頂層規(guī)劃

        1.以系統(tǒng)思維搭建數(shù)字化工廠技術(shù)架構(gòu),提高規(guī)劃的協(xié)調(diào)性

        為了解決現(xiàn)有投資建設(shè)模式缺乏協(xié)調(diào)性和系統(tǒng)性問題,中國五洲項目團隊歷時一年完成了兵器數(shù)字化工廠建設(shè)模型。模型主要包括產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)過程、基礎(chǔ)設(shè)施及綜合保障和企業(yè)管理三部分應(yīng)用。

        其中,產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)過程包括產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、服務(wù)及保障等模塊;基礎(chǔ)設(shè)施及綜合保障主要包括技術(shù)基礎(chǔ)保障、信息化基礎(chǔ)保障、數(shù)據(jù)安全保障、基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化管理、生產(chǎn)環(huán)境保障智能管理、能源動力數(shù)字化管理等模塊;企業(yè)管理包括企業(yè)資源管理、智能決策系統(tǒng)、應(yīng)急智能管理、綜合辦公系統(tǒng)等模塊(見圖4)。

        2.以分類思維打造六類建設(shè)模型,提高規(guī)劃的引導(dǎo)性

        不同類型企業(yè)數(shù)字化工廠建設(shè)的差異主要集中在產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、服務(wù)及保障等方面,這也是各企業(yè)特色建設(shè)的重點和內(nèi)容。

        為了便于兵器工業(yè)集團各類企業(yè)快速推進數(shù)字化建設(shè),中國五洲項目團隊搭建了“離散制造研發(fā)、離散制造生產(chǎn)、離散制造研發(fā)+生產(chǎn)、流程制造研發(fā)+小試、流程制造中試+生產(chǎn)、流程制造生產(chǎn)”等六種數(shù)字化工廠建設(shè)模型。

        企業(yè)需要綜合考慮特定的各項因素,從而確定建設(shè)運營和管理主體,構(gòu)建適合自身發(fā)展環(huán)境和特定需求的建設(shè)模式,逐步推進數(shù)字化工廠建設(shè)。為方便企業(yè)選型,項目團隊針對兵器特點列舉了每一模塊常用軟件/工具。

        以離散制造研發(fā)企業(yè)為例,重點是形成數(shù)字化研發(fā)能力,縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,提高企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力。建設(shè)內(nèi)容重點按照“產(chǎn)品三維建模設(shè)計交付能力→零件性能仿真分析能力→部件及產(chǎn)品性能仿真分析能力建設(shè)→數(shù)字化試驗驗證能力”技術(shù)路線進行業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)(見圖5)。

        3.以收斂思維確立優(yōu)先建設(shè)模塊,提高規(guī)劃的精準性

        項目團隊提出急用先行、需求牽引的建設(shè)思路,聚焦核心能力提升,以“應(yīng)用”促“建設(shè)”,避免貪大求全造成投資的浪費。

        同時,針對不同類型企業(yè),提出了具體建議。

        “研發(fā)+生產(chǎn)”的企業(yè)優(yōu)先推進數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)、數(shù)字化工藝設(shè)計,數(shù)字化制造環(huán)節(jié)等核心模塊的建設(shè),有效地縮短研發(fā)周期,實現(xiàn)制造的柔性化、精益化。

        以研發(fā)為主的企業(yè)重點推進產(chǎn)品研發(fā)模塊深入應(yīng)用,加強仿真數(shù)據(jù)庫、知識庫、標準模塊庫的建設(shè),實現(xiàn)由傳統(tǒng)設(shè)計向知識設(shè)計的快速轉(zhuǎn)變,快速提高企業(yè)的研發(fā)能力、創(chuàng)新能力,降低研發(fā)成本。

        以生產(chǎn)為主的企業(yè)重點推進工藝設(shè)計和制造執(zhí)行系統(tǒng)模塊,加強數(shù)字化裝備的應(yīng)用及制造資源的精細化管理,重視數(shù)據(jù)庫、知識庫的建設(shè)。

        火炸藥和彈箭領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)推進制造執(zhí)行系統(tǒng)時優(yōu)先推進危險生產(chǎn)的自動化、生產(chǎn)線的數(shù)字化建設(shè),提高生產(chǎn)安全性。

        能源消耗量大的企業(yè)應(yīng)著重開展能源管理模塊的建設(shè)。

        (四)統(tǒng)籌社會優(yōu)質(zhì)資源,助力數(shù)字化建設(shè)落地

        1.發(fā)起技術(shù)服務(wù)聯(lián)盟,合力推進數(shù)字化項目建設(shè)

        2018年,中國五洲整合國內(nèi)科研院所和優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商資源,發(fā)起成立了“兵器智能制造技術(shù)服務(wù)聯(lián)盟”,充分發(fā)揮各自的技術(shù)專長,形成國內(nèi)一流的技術(shù)服務(wù)團隊,共同服務(wù)于兵器數(shù)字化發(fā)展建設(shè)需要。

        各方以兵器制造項目建設(shè)為依托,以技術(shù)創(chuàng)新需求為紐帶,以契約關(guān)系為保障,整合優(yōu)勢資源,共同構(gòu)建“產(chǎn)、學(xué)、研、設(shè)”技術(shù)服務(wù)平臺,服務(wù)于兵器行業(yè)的工程建設(shè),加速推動先進制造技術(shù)助力科研生產(chǎn),不斷增強締約各方服務(wù)能力,推動兵器智能制造水平提升。

        2.設(shè)立集成技術(shù)中心,提供共性核心技術(shù)支撐

        2019年,為解決數(shù)字化建設(shè)缺少工藝支撐、生產(chǎn)線自動化數(shù)控化水平不高問題,結(jié)合火炸藥、彈藥領(lǐng)域特定需求,中國五洲經(jīng)批復(fù)設(shè)立“中國兵器工業(yè)集團有限公司工藝及設(shè)備集成技術(shù)工藝中心”,為實現(xiàn)行業(yè)先進示范生產(chǎn)線落地并平穩(wěn)可靠運行及后續(xù)技術(shù)升級改造提供技術(shù)保障。

        集成技術(shù)中心研究開發(fā)主要有三個方面內(nèi)容:一是生產(chǎn)線全流程工藝、自控、設(shè)備集成技術(shù)研究,二是工藝技術(shù)軟件包(或成套技術(shù))的研究開發(fā),三是自動化、數(shù)字化管控技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用研究。

        在全流程集成技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,集成技術(shù)中心結(jié)合自動化技術(shù)、數(shù)字信息技術(shù)、自動檢測技術(shù)、仿真技術(shù)、三維可視化技術(shù)和智能倉儲物流等先進技術(shù),研究自動化、柔性化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、本質(zhì)安全程度高、滿足節(jié)能環(huán)保要求的數(shù)字化生產(chǎn)線技術(shù)方案,并逐步將數(shù)字化生產(chǎn)線與企業(yè)信息管理系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)工廠在生產(chǎn)、管理方面向數(shù)字化管控的全面轉(zhuǎn)變(見圖6)。

        3.深化人才戰(zhàn)略合作,加速研產(chǎn)一體化發(fā)展

        為了推動數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新、培養(yǎng)技術(shù)人才,中國五洲內(nèi)部設(shè)立了專家委員會負責解決技術(shù)難題;聘請了中國工程院院士王澤山、聶建國作為特聘顧問,在發(fā)展戰(zhàn)略制定、重點技術(shù)攻關(guān)等方面提供支撐;面向國內(nèi)知名高校、研究院所、企業(yè)用戶建立了多個業(yè)務(wù)專家組/庫,覆蓋機械工程、自動化、精益生產(chǎn)、智能制造等相關(guān)領(lǐng)域,負責支撐重點工程保障和行業(yè)推廣示范。

        秉持“科技強企,人才領(lǐng)先,全方位打造校企合作平臺”理念,中國五洲與清華大學(xué)、北京理工大學(xué)簽訂了人才合作協(xié)議,從技術(shù)交流、研究生聯(lián)合培養(yǎng)、人才引進的合作關(guān)系向深層次、多領(lǐng)域的立體合作延展,實現(xiàn)資源共享,互惠共贏。

        2021年底,與北京理工大學(xué)針對智能制造領(lǐng)域戰(zhàn)略緊缺人才培養(yǎng)開展合作,建立智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)實踐基地,推動基于產(chǎn)教融合與校企合作的人才培養(yǎng)模式落地實施。

        (五)開創(chuàng)“廠設(shè)結(jié)合”模式,鞏固數(shù)字化建設(shè)成效

        1.開創(chuàng)“廠設(shè)結(jié)合”模式,實現(xiàn)優(yōu)勢互補

        為了系統(tǒng)解決企業(yè)信息化規(guī)劃、實施和運維方面的不足和缺陷,中國五洲積極創(chuàng)新和拓展了一系列的服務(wù)模式,在中國一重機加裝配數(shù)字化車間建設(shè)項目中開展了“廠設(shè)結(jié)合”模式下的承包建設(shè)實踐,提供了涵蓋“規(guī)劃-規(guī)范-執(zhí)行-優(yōu)化-運維”的項目全生命周期服務(wù)。這種“扶上馬再送一程”的沉浸式跟蹤陪產(chǎn)服務(wù)模式,將條件建設(shè)和能力培養(yǎng)相統(tǒng)一,一方面培養(yǎng)用戶部門利用信息化系統(tǒng)解決日常問題的能力,另一方面培養(yǎng)信息化部門日常維護和簡單二次開發(fā)的能力。

        項目中,工廠和設(shè)計院各自發(fā)揮所長、優(yōu)勢互補,共同推進數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè),成功解決了復(fù)雜產(chǎn)品加工和裝配進度不可控、質(zhì)量一致性和可靠性不穩(wěn)定、加工工時和臺時不準確等生產(chǎn)管理黑匣子問題。同時,通過生產(chǎn)線上實時采集的數(shù)據(jù)在三維可視化管控系統(tǒng)中直觀展示、便捷查詢,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程信息可視化、生產(chǎn)管理精細化和決策科學(xué)化。

        該項目被列入中國一重“十三五”企業(yè)“賦智”的重要建設(shè)成果,入選工信部“2017年制造業(yè)‘雙創(chuàng)’平臺試點示范項目”示范名單,2019年獲評黑龍江省數(shù)字化(智能)示范車間。

        2.形成伴隨成長理念,鞏固建設(shè)成效

        針對基礎(chǔ)較好企業(yè)在智能化升級、新技術(shù)應(yīng)用方面的困惑,項目團隊與兵器客戶、數(shù)字化領(lǐng)域?qū)<乙约吧霞壷鞴懿块T進行了仔細研討、細致交流,發(fā)現(xiàn)問題只是表象,本質(zhì)是企業(yè)在加快高質(zhì)量發(fā)展方面的困惑,而困惑背后的企業(yè)實際需求是提高核心能力、提高創(chuàng)新能力以及提高綠色安全發(fā)展能力。為此,中國五洲在給兵器企業(yè)做數(shù)字化技術(shù)服務(wù)時,關(guān)注全生命周期建設(shè),重點從體系化支撐企業(yè)整體規(guī)劃、深挖企業(yè)生產(chǎn)管理痛點和難點、提高核心能力、激發(fā)企業(yè)自主創(chuàng)新能力入手,與企業(yè)共同成長,形成了沉浸式伴隨成長服務(wù)理念。

        以兵器某企業(yè)為例,中國五洲項目團隊在其研發(fā)試制中心智能化示范車間建設(shè)過程中,從車間本身的功能定位出發(fā),采用“技術(shù)+案例”的方式引導(dǎo)企業(yè)挖掘需求點、尋找改善空間,最終,雙方在研發(fā)試制中心待提升之處達成了共識:新產(chǎn)品研制時工藝固化周期長、工藝制造協(xié)同效率低,數(shù)據(jù)對工藝支持能力不強,車間信息化建設(shè)效果難以顯性化、分廠管理者需要反復(fù)登錄不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲得所需數(shù)據(jù)。

        在挖掘出痛點、提出初步解決思路后,中國五洲項目團隊和企業(yè)團隊協(xié)調(diào)各方資源共同推進項目實施。通過智能化升級,企業(yè)開始了工藝和制造過程的知識積累,原來由依靠人工經(jīng)驗或反復(fù)試裝試錯來確定的工藝,在項目完成后實現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)支持的工藝和制造過程優(yōu)化,提高了精密裝調(diào)的選配效率。同時,通過把分散在不同操作級業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總到一個平臺,簡化了車間管理者獲取數(shù)據(jù)的過程,使車間管理決策過程更加高效透明。

        (六)持續(xù)迭代數(shù)字化技術(shù),夯實體系化服務(wù)能力

        1.建立知識庫,推動資源分層次多元化運用

        成立近七十年來,中國五洲始終專注行業(yè)技術(shù)發(fā)展,積累了大量咨詢、設(shè)計成果檔案資料和成果,這些積累不僅是中國五洲技術(shù)創(chuàng)新的源泉,也是行業(yè)發(fā)展的寶貴財富。

        中國五洲以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享為核心建設(shè)了數(shù)字檔案館,提高了設(shè)計人員查閱和重復(fù)利用檔案資源的效率;構(gòu)建了先進制造工藝知識庫,形成了包含機械加工、鑄造、鍛造、焊接、光學(xué)器件加工、火工裝藥裝配、試驗、倉儲物流等方面的專業(yè)知識庫;通過構(gòu)建行業(yè)知識庫,切實做到了智能制造知識管理從知到行,可提供多個層面的綜合解決方案,發(fā)揮出了知識管理的真正價值,為智能制造規(guī)劃設(shè)計奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

        2.搭建技術(shù)平臺,持續(xù)激發(fā)數(shù)字化技術(shù)迭代

        中國五洲通過搭建數(shù)字化工程技術(shù)服務(wù)平臺,持續(xù)迭代沉淀研發(fā)技術(shù)。平臺主要包括數(shù)字化協(xié)同設(shè)計、工藝仿真驗證、數(shù)字化工廠模型搭建、三維數(shù)字化可視交付等子平臺。

        數(shù)字化協(xié)同設(shè)計子平臺以設(shè)計過程為主線,將其工程項目作為產(chǎn)品對象,系統(tǒng)地解決項目管理、協(xié)同工作、資源共享三方面的問題。

        工藝仿真驗證子平臺構(gòu)建了“虛擬仿真驗證+實物試驗驗證”相結(jié)合的方案驗證方法體系;數(shù)字化模型搭建子平臺由單機/單體建模、生產(chǎn)線建模、生產(chǎn)環(huán)境建模以及數(shù)字化工廠建模構(gòu)成。

        三維數(shù)字化可視交付子平臺以數(shù)字孿生技術(shù)為核心,將三維虛擬模型和相關(guān)數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行實時聯(lián)動,提供多源數(shù)據(jù)的交叉驗證,為企業(yè)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

        數(shù)字化工程技術(shù)服務(wù)平臺的建設(shè)不僅是設(shè)計手段從傳統(tǒng)二維向三維的更新,更是開啟了設(shè)計理念從依靠工程設(shè)計經(jīng)驗向基于知識的“虛擬仿真+試驗驗證”相結(jié)合轉(zhuǎn)變、交付物從圖紙文件向數(shù)字化交付平臺轉(zhuǎn)變,提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量的同時,為企業(yè)減少了設(shè)計變更、降低了試錯成本。(見圖6)

        3.整合多種服務(wù)模式,提升體系化服務(wù)能力

        中國五洲始終堅持發(fā)展具有工程公司特色的全鏈條、多層級數(shù)字化落地服務(wù)能力,針對集團級/子集團級/車間級/產(chǎn)線級等不同場景,提供了涵蓋現(xiàn)狀評估、整體規(guī)劃、咨詢設(shè)計、承包實施、應(yīng)用開發(fā)、全過程咨詢等全過程服務(wù)能力(見圖7)。

        (1)現(xiàn)狀評估。中國五洲具有專業(yè)智能制造能力成熟度評估團隊,按照GB/T 39116和GB/T 39117等標準,從6個維度17個一級指標44個二級指標進行系統(tǒng)化評估,摸清現(xiàn)狀以便對癥下藥。

        (2)頂層規(guī)劃。根據(jù)構(gòu)建的數(shù)字化工廠建設(shè)體系框架,針對信息化基礎(chǔ)薄弱、具有一定信息化基礎(chǔ)、信息化基礎(chǔ)較好等不同的企業(yè)發(fā)展狀況,為企業(yè)量體裁衣,制定可行的規(guī)劃方案和能力提升計劃。

        (3)咨詢設(shè)計。在咨詢設(shè)計全鏈條融合數(shù)字化、智能化技術(shù)應(yīng)用,咨詢設(shè)計成果已廣泛應(yīng)用于兵器兵裝、航空航天、光機電、環(huán)保裝備等高端裝備制造業(yè)。

        (4)工程總承包。提供數(shù)字化建設(shè)實施和跟蹤陪產(chǎn)服務(wù),在實施好具體建設(shè)內(nèi)容的同時,盡力保證投資建設(shè)的內(nèi)容能夠切實發(fā)揮作用,形成效益。

        (5)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。中國五洲不斷總結(jié)凝練行業(yè)共性需求,通過軟件開發(fā)將咨詢設(shè)計方案成果轉(zhuǎn)化、沉淀為軟件產(chǎn)品,與通用市場形成差異化競爭,提供具有行業(yè)特色的應(yīng)用開發(fā)服務(wù)。目前已完成××數(shù)字化車間危險管理軟件、智能視頻分析系統(tǒng)、三維虛擬可視化管控平臺、智慧工廠空間數(shù)字化平臺軟件等軟件開發(fā)并取得軟件著作權(quán),并在相關(guān)企業(yè)示范應(yīng)用。

        (6)全過程咨詢。中國五洲在數(shù)字化工程領(lǐng)域不斷探索和實踐全過程咨詢服務(wù)模式,為業(yè)主提供整體的、全生命周期的咨詢服務(wù)方案,對工程項目實施全過程的項目管理、協(xié)調(diào)各個單項工程咨詢服務(wù)團隊,實現(xiàn)項目從整體上控制成本、保證進度、降低風險。

        三、實施效果

        (一)推動行業(yè)核心制造能力提升

        數(shù)字化、智能化是新形勢下兵器企業(yè)迎接各種挑戰(zhàn)的有效手段,有助于加快企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。作為兵器領(lǐng)域的工程建設(shè)單位,中國五洲以兵器工業(yè)集團賦予的核心使命為遵循,憑借對兵器企業(yè)特點、難點、痛點的了解,將數(shù)字化、智能化技術(shù)與工藝、質(zhì)量、安全、環(huán)境保護深度融合滲透,承擔了兵器工業(yè)數(shù)字化工廠建設(shè)模式研究等8項頂層規(guī)劃,通過采取數(shù)字化、智能化手段促進兵器工業(yè)集團實現(xiàn)工藝優(yōu)化、質(zhì)量提升和綠色安全發(fā)展,為實現(xiàn)“數(shù)智兵器”提供了技術(shù)支撐和保障。

        (二)推動軍工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級

        中國五洲充分評估和考慮了軍工企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級需求,結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有條件,采取“廠設(shè)結(jié)合”模式,秉承“伴隨成長”服務(wù)理念,著力開展數(shù)字化車間/智能工廠系統(tǒng)解決方案研究和實踐,承攬了大量智能制造相關(guān)咨詢、設(shè)計和總承包業(yè)務(wù),項目內(nèi)容涉及集成制造設(shè)備、集成自動化控制、集成工業(yè)軟件等方面,為軍工企業(yè)提供了數(shù)字化、智能化技術(shù)服務(wù)支撐,同時也為打造中國五洲金牌品質(zhì)添磚加瓦。

        項目實施的技術(shù)方案應(yīng)用成果示范效應(yīng)顯著。服務(wù)客戶中已有6家進入國家級、省級智能制造名單。

        通過項目的實施,為軍工企業(yè)帶來社會效益的同時,更創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益,為軍工企業(yè)降本增效提供了強大助力。例如,中國一重數(shù)字化車間項目實施后,研發(fā)制造周期縮短40%、車間資源配置效率提升50%、關(guān)鍵工序質(zhì)量可追溯率達到100%。

        (三)推動五洲打造國內(nèi)一流工程公司

        面對日益激烈的市場競爭,中國五洲發(fā)揮既有技術(shù)優(yōu)勢,精準發(fā)力,打造了“5+1+1+N”創(chuàng)新平臺架構(gòu),培育了圍繞數(shù)字設(shè)計、智能生產(chǎn)、智慧園區(qū)、數(shù)字建造的先進適用的數(shù)字化工程服務(wù)體系,在智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備、軟件、成套裝備的集成優(yōu)化等方面形成了核心技術(shù),培養(yǎng)了一大批能夠開展智能制造技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改進、業(yè)務(wù)指導(dǎo)的專業(yè)技術(shù)人才。

        該領(lǐng)域相關(guān)工程獲得“全國優(yōu)秀工程建筑智能化專項一等獎”“優(yōu)秀工程設(shè)計二等獎”兩項殊榮,同時項目關(guān)鍵技術(shù)及裝備研發(fā)獲得9項發(fā)明專利,在數(shù)字孿生、人工智能、可視化管控等方面獲得15項軟件著作權(quán),制定發(fā)布7套標準規(guī)范。

        中國五洲行業(yè)影響力也顯著增強。2017年被國家科技部認定為“高新技術(shù)企業(yè)”,2019年入選《北京市智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商推薦目錄》,2021年承擔的工信部“智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商”項目順利驗收并獲得國家財政補貼500萬元。

        隨著新興核心能力的形成,數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務(wù)推動中國五洲主營業(yè)務(wù)收入顯著增長,從2017年的10.6億元增長至2021年的16.8億元,并隨著創(chuàng)新能力的不斷更迭,年主營收入呈穩(wěn)步增長態(tài)勢。中國五洲由傳統(tǒng)的勘察設(shè)計企業(yè)邁向科技創(chuàng)新型國內(nèi)一流工程公司的步伐明顯加快(見圖8)。

        四、結(jié)語

        作為國民經(jīng)濟發(fā)展的中堅力量,國有企業(yè)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主力軍和先行者。然而,數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個系統(tǒng)工程,不僅僅局限于新技術(shù)的實施和運用,而是面向未來,對企業(yè)戰(zhàn)略、人才、商業(yè)模式以及組織方式產(chǎn)生深遠影響的全面變革,難以一蹴而就,需要自上而下、由內(nèi)到外的全面實現(xiàn)智能化升級。

        軍工設(shè)計院自始至終服務(wù)于行業(yè),對企業(yè)科研生產(chǎn)業(yè)務(wù)、組織管理方式以及產(chǎn)品制造工藝有著深刻的理解,同時掌握信息化、數(shù)字化以及智能制造應(yīng)用技術(shù),在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級過程中充當“參謀”和“外腦”,能夠起到事半功倍的效果。

        編輯/王盈 統(tǒng)籌/簡單

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